智能制造网讯3D打印凝结了前沿科技研究成果,为产品制造提供了一种全新的方式。从整体来看,3D打印实现了制造方式从等材、减材到增材的转变,改变了传统制造的工艺流程、生产线、工厂模式、产业链组合,被认为是制造领域十分具有代表性的一类技术。而展开对3D打印产业的布局,已经成为各国共识。
图片去年12月,工业和信息化部关于印发《重点新材料首批次应用示范指导目录(年版)》,其中公布了6项与3D打印相关的重点新材料,分别为聚乳酸、SLA3D打印材料用脂环族环氧树脂、3D打印用合金粉末、3D打印有机硅材料和高速熔覆用合金粉末材料。
相关政策的出台,也在一定程度上体现了3D打印材料的重要性。3D打印材料是3D打印产业进步的关键基础,也是3D打印技术创新的核心要素。从3D打印的核心材料来看,主要以非金属类为主,非金属类材料包括工程塑料、陶瓷材料、光敏树脂和细胞生物原料。
众所周知,塑料材料一直朝着高强度方向发展,通过增强塑料强度用来直接替换金属用于各类复杂构件,既便宜又质轻,从而使塑料材料在3D打印制造中被广泛应用。此外,塑料材料还可以避开缺陷向复合化、功能化方向发展,特别是实现多元材料复合,进而赋予塑料特定功能。工程塑料是当前应用十分广泛的一类3D打印材料,常见的有丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚酰胺(PA)、聚苯砜(PPSF)、聚碳酸酯(PC)、聚醚醚酮(PEEK)等。
陶瓷材料常用于SLS打印技术,具有耐高温、硬度高、强度高、化学稳定性好等特点。传统陶瓷材料主要包括粘土、水泥、硅酸盐玻璃等,原料多为天然的矿物原料,分布广泛且价格低廉,适合于磨料、日用陶瓷、卫生陶瓷、耐火材料、建筑材料等的制造。新型陶瓷材料采用高纯度原料、可以人为调控化学配比和组织结构的高性能陶瓷。
从应用领域来看,医疗行业中用于3D打印的材料比传统材料有了较大的升级,TPU和尼龙都被FDA评为医疗设备的I至VI级。由于PA12粉末具有低静电、高流动性、低吸水性、熔点适中及制品的高尺寸精度等优异的特性,韧性、耐疲劳性也可满足需要较高机械性能的工件,因此尼龙12近几年也逐步成为了工程塑料3D打印的理想材料。
3D打印作为一种具有代表性的新型制造工艺,已经受到了来自汽车制造商的广泛重视,这与其自身的优势密不可分。3D打印所带来的材料浪费损失的降低,以及集成制造带来的轻量化效果的大幅提升,都是其他技术所不具备的。有分析人士认为,未来五年汽车制造除了大量采用复合材料和轻质合金外,新材料的集成制造工艺会显著降低车身部件数量,车身设计方法也将发生重大变化。
据赛迪顾问发布的相关数据显示,年,全球3D打印产业规模达.56亿美元,增长率为29.9%,同比增长增加4.5%。年,中国3D打印产业规模为.5亿元,较上年增加31.1%。由此可见,3D打印产业正处于加速发展阶段,产业规模增长很有可能持续保持积极态势。
展望未来,随着社会经济地快速发展和人们生活水平地进一步提高,消费者将更加追求个性化、定制化的新潮产品。3D打印与机器人、物联网、人工智能等技术的融合应用,将提高制造业生产线的柔性化程度,以更低的成本生产定制产品,由此实现产品制造工艺的升级与革新。